岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11): 3333-3344.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0057
张佳威1, 2,崔臻1,张翔宇1,曹俊1
ZHANG Jia-wei1, 2, CUI Zhen1, ZHANG Xiang-yu1, CAO Jun1
摘要: 当活动断层发生错动时,穿越活动断层的隧道会发生不同程度的破坏。以往的研究大多未考虑隧道埋深、高应力对跨活断层隧道的影响,结果不太能贴切实际。充分讨论了解决深埋隧道抗错断问题的必要性,通过跨活断层隧道模型试验,对比深埋隧道与浅埋隧道的破坏差异,并通过深埋铰接隧道错断试验,分析了隧道外部应力变化、衬砌应变与破坏形态。结果表明:(1)在深埋与浅埋环境下隧道整体变形皆呈“S”型变形,破坏较严重的区域都集中在断层带位置,其中深埋隧道的破坏模式主要以剪切拉伸破坏为主,产生了较大的挤压变形,破坏区域较大,而浅埋隧道主要以剪切破坏为主,在跨断层位置隧道被剪断。(2)在对深埋隧道进行铰接设计后,隧道由“S”型变形转化成“阶梯”型,隧道应变与外部岩体应力峰值得到降低,破坏程度显著减小。(3)通过对隧道衬砌裂纹分布分析,发现无铰接隧道为贯穿型破坏,裂纹影响至整个衬砌,铰接隧道裂纹影响范围约占隧道总长的66.6%,短铰接节段隧道裂纹影响范围约占隧道总长的33.3%,故深埋环境下采用更短的铰接节段对隧道的抗错断效果更佳。(4)通过对比前人研究的浅埋铰接隧道得出,浅埋铰接隧道在断层带外也会发生变形,而深埋铰接隧道破坏主要集中在断层带内位置,因此对于深埋隧道抗错断保护措施应当多集中在断层带位置。
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